取水枢纽进水闸设计计算说明书
一 工程概况：
某灌区总灌溉面积97.6万亩，灌区分布在河道两岸，两岸灌溉面积大致相等。根据河流的水沙情况及取水要求，经过综合比较，修建由拦河坝，冲沙闸，进水闸组成的冲沙槽式Ⅱ等取水枢纽。
拦河闸横跨河道修建，于主河道正交，闸地质河宽270m，拦河闸底板高程与河床平均高程相同，为31.5m，两岸堤坝高程39.8m，闸上游限制最高洪水位38.8m，冲沙闸布置在拦河闸两侧，地板高程31.5m，进水闸为了满足两岸灌溉要求，采用两岸布置方案。 枢纽平面布置如图1所示：
二 工程资料：
1.气象：多年平均气温7.5°C 。月平均最搞气温20.3°C ，月平均最低气温-18°C，冻层深度1.0—1.5m，多年平均风速4.1m/s ，汛期最大风速8.4m/s 。 2.水文：
表1：拦河闸闸地址河流不同频率的洪峰流量表（单位：m3/s） 频率 0.1％ 0.33％ 0.5％ 1％ 2％ 5％ 10％ 25％ 75％ 流量 6150 5300 5000 4520 4020 3320 2820 2000 280 表2：建闸前闸址处水位—流量关系表（单位：m3/s） 水位 31.5 33.1 33.85 34.7 36.0 36.8 37.4 37.7 38.0 38.8 流量 0 200 500 1000 2000 3000 4000 5300 6150 7000 进水闸以5％的洪水作为停水标准，灌溉临界期相应的河道流量Q=400m3/s，闸址处平均含沙量1.8kg/m3，实测最大含沙量4.74kg/m3。 3.地质情况：渠道附近属于第四纪沉积岩，厚度较大，两岸滩地为粉质壤土及粉沙，其下为砾质中沙，次下为砾质粗沙：沿河一带地下水埋藏深度随地形变化，一般在2.5m左右，因土质透水性强，地下水位变化受河道水位影响大，丰水期河水补给地下水位较高，枯水季节，地下水补给河水。
4.地基土设计指标： 地基允许承载能力 [σ]＝250KN/m2；
地基应力分布允许不均匀系数 η＝2～3；
砼与中砂摩擦系数 f＝0.4； 砼容重γ＝24KN/ m3；
回填土：尽量以透水性良好的砂质中砂或粗砂回填，回填土壤容
重γ干＝16KN/ m3；γ湿＝10KN/ m3； γ饱＝20KN/ m3；C=0； 填土与墙后摩擦角δ＝0
5.地震：本地区不考虑地震影响
6.工程材料：石料场距闸址不远，石料抗压指数2500KN/cm左右，容重：γ＝24KN/ m3；采石场用粗细骨料及砂料，距渠首2.5—3.0km。 7.交通：进水闸有交通要求，要求桥面总宽5m 。
三 设计资料：
1.渠道设计资料：
渠首底板高程32.10m；
每年最大引水流量Q＝78m3/s； 灌溉期正常挡水位35.00m； 相应下游水位34.80m； 渠道纵坡I＝1：3500； 渠道边坡m＝1.75； 渠道底宽B＝26m； 渠道顶部高程37.5m； 渠道顶部宽度6m； 2. 确定设计流量与水位：
以水闸最大引水流量78m3/s作为设计流量。因所设计进水闸为有坝式引水，根据有坝引水上游水位的确定办法，进水闸的上游水位是有拦河坝（闸）控制的。闸的上游设计水位，即拦河坝（闸）应该壅高的水位。其他时期的水位决定于相应时期内拦河坝（闸）泄流时的坝顶（闸前）溢流水位。所以上游水位是正常挡水位35.00m，相应下游水位34.80m。
3.泄流计算资料：
特征洪水 设计洪水 停止引水 频率（％） 流量（m3/s） 0.5 5000 5 3320 上游洪水位（m） 37.84 37.15 四 设计内容及步骤：
<一>枢纽和建筑物等级确定:
根据引水流量划分枢纽和建筑物等级，所设计的水闸最大引水流量78m3/s，根据 《灌溉与排水工程设计规范》的要求，灌溉流量在50～200 m3/s，故该枢纽为Ⅱ等枢纽，其主要建筑物为二级建筑物。
<二>闸孔设计: 1.堰型选择:
因为宽顶堰构造简单，施工方便，适用于广大灌区内建筑物众多，技术力量分散的情况。所以水闸底板（堰型）采用宽顶堰形式。由于闸上游水位变幅较大而在最高水位时要求挡水，所以采用胸墙孔口。
2.堰顶高程:
灌溉渠系中各种水闸的堰顶高程于渠底高程有密切关系，进水闸的堰顶高程常等于或略等于闸后渠底，且比闸前河床至少高一米，以防止推移质泥沙入渠。所设计的水闸闸前河底高程31.5m，闸后渠首渠底高程32.1m。水闸底板高程一般应高于渠首渠底高程。综合考虑以上因数，确定闸底板顶部高程为32.5m。
3.闸孔净宽：
1）计算行进流速V0：初步拟定闸前渠宽为B0=26m，
Q78??0.857m/s(H?P)B0(2.5?1)26 2）计算行进水头： V0?1.0?0.8572H0?H??2.5??2.537m2g2?9.8 3）为了加大流量系数，堰顶头部设计为圆角形i?P1??0.4，圆角形半径取为H2.52?0v0r＝0.5m，故
r0.5??0.2。查相关资料得宽顶堰流量系数m＝0.374。 H2.54）求?s（淹没系数）：
hs34.8?32.5??0.907?0.8,查相关资料得?s＝0.832 H02.3575）假设侧收缩系数??1.0 则孔口总净宽L0?Q??m2gH320?78.00.826?1.0?0.374?2?19.6?2.35732?14.012m
4.单孔宽度与闸室总宽度及孔数： 初步拟定为3孔，则单孔净宽b0?14.012?4.67，即单孔宽度b0?5m，取闸室边墩厚30.65m，墩头为1/4圆形，中墩厚为1.30m，墩头为半圆形。边孔侧收缩系数：
?,?1??0.2?PH4bb(1?)BB(??0.1常数）
?1?0.10.2?0.4?455(1?)?0.966676.956.95中孔侧收缩系数：?''?1?故：??_0.10.6?455(1?)?0.9749 6.36.3?'?(n?1)?\n'?0.96667?2?0.9749?0.9722
3320此时实际流量：Q???m2gH?B?0.832?0.9722?0.374?4.427?4.04?15?81m3/s
由于实际流量略大于水闸最大流量，但小于5％，所以可以闸孔数3，每孔宽度为5m。闸室总宽L1?nl0?(n?1)d?3?5?(3?1)?1.3?17.6
<三>消能防冲设计：
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